(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面（11）が外周面（12）に対して偏心した湾曲形状のパッド（10）を備え、上記パッド（10）は、付勢手段により回転方向の一側に付勢されているとともに、ラック（3）をステアリングピニオン（5）のギヤ歯部に対して押圧するべく、偏心した内周面（11）を介して該ラック（3）の背面部（9）に押し付けられており、上記パッド（10）はさらに、付勢手段が設けられた支持部材（13）の上に回動可能に取り付けられている、自動車用のラックアンドピニオンステアリングシステムの偏心押圧装置（8）であって、
クリアランスを補償するための機構（17）を備え、
上記機構（17）は押圧部材（19）を含み、
上記押圧部材（19）は、支持部材（13）に対して回転不能であるものの平行移動可能に連結され、該支持部材（13）又は該支持部材（13）に固定された要素（23）と、該押圧部材（19)との間に配設された圧縮スプリング（20）によって、径方向アーム（18）に対して押し付けられている一方、
可動ストッパ（21）は、支持部材（13）又は該支持部材（13）に固定された上記要素（23）に対して回動可能に取り付けられて、圧縮スプリング（20）に対して同軸をなしており、
上記可動ストッパ（21）のパッド（10）に近い側の端部は、ギヤ歯（25）を段階状に配置してなり且つ押圧部材（19）に形成された少なくとも一つの突起部（30）と協働する少なくとも一つの歯部形成部（24）を有し、
上記可動ストッパ（21）の上記端部とは逆側の端部はまた、突起部（30）が、歯部形成部（24）を構成するずらし配置されたギヤ歯（25）と継続的に協働することができるように、ねじりスプリング（22）を介して、上記支持部材（13）又は該支持部材（13）に固定された上記要素（23）に連結されていることを特徴とする偏心押圧装置。
【請求項２】
請求項１記載の偏心押圧装置において、
上記可動ストッパ（21）は、ギヤ歯(25)をずらして配置してなる少なくとも２つの歯部形成部（24）を備え、
上記押圧部材（19）は、機構を安定させるべく、これら歯部形成部（24）と協働する突起部（30）を該歯部形成部（24）の数と同数だけ有していることを特徴とする偏心押圧装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の偏心押圧装置において、
上記押圧部材（19）は、径方向において対向配置され且つ軸方向に延びる２つの溝部（28）を有し、
上記２つの溝部（28）は、上記押圧部材（19）を平行移動可能に案内し且つ回動不能になるように、支持部材（13）における相対向する面に各溝部（28）に対応して設けられた２つのリブ（29）と協働するように構成されていることを特徴とする偏心押圧装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の偏心押圧装置において、
上記圧縮スプリング（20）は、上記可動ストッパ（21）の外側に配設されているとともに、上記支持部材（13）に固定されたベアリング部材（23）に支持され、
上記可動ストッパ（21）は、ベアリング部材（23）に対して回転可能に取り付けられていることを特徴とする偏心押圧装置。
【請求項５】
請求項４記載の偏心押圧装置において、
上記可動ストッパ（21）は、その中心部において窪んでいて、この中央の凹所にねじりスプリング（22）が収容されており、
上記ねじりスプリング（22）は、その一端部が上記可動ストッパ（21）に固定され、且つ、他端部が上記ベアリング部材（23）に固定されていることを特徴とする偏心押圧装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の偏心押圧装置において、
少なくとも一つの歯部形成部（24）のずらし配置された上記ギヤ歯（25）は、三角形状をなしていることを特徴とする偏心押圧装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の偏心押圧装置において、
歯部形成部（24）を構成するずらし配置されたギヤ歯（25）は、対応する突起部（30）を埋込み可能な凹凸及び／又はノッチ（31）を有していることを特徴とする偏心押圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用のラックアンドピニオンステアリングに関する技術分野に属する。特に、いわゆる直線駆動の押圧装置、又は、より簡潔には、歯部の噛み合い不良を低減しながらラックのステアリングピニオンに対する噛合力を一定に維持する機能を備えたステアリング用押圧装置に関し、この装置によれば、ラックアンドピニオンステアリングシステムのケーシングにピニオンを容易に取り付けることができる。また特に、本発明は、ラックとピニオンとの間のクリアランス（隙間）を自動的に補償する（埋める）システムを備えた偏心押圧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラックアンドピニオンステアリングシステムを備えた自動車において、ステアリングピニオンは通常、ステアリングコラムに回転可能に接続されていて、車両のステアリングホイールによって、しばしば液圧又は電気的アシストシステムの助けを借りて駆動される。ステアリングピニオンは、ステアリングギアボックスの長手方向にスライド可能に取り付けられたラックに係合している。ラックの両端は、ボックスの外側において２つのタイロッドにそれぞれ連結されており、各タイロッドはそれぞれ車両の左右のホイールに連結されている。このような方法によれば、ステアリングコラムによりピニオンに伝達された一方向又は他方向へのホイールの回転はラックの平行移動に変換されて、この結果、右側ホイール又は左側ホイールはロッドを介してステアリングホイールの回転方向に向けられる。
【０００３】
この種のステアリングシステムにおいて、ロッドを介して自動車の前輪に連結されたラックアンドピニオン機構は、自動車の走行路面に依存する負荷荷重や衝撃及び振動の影響を受け易い。ラックに対するロッドの角度に起因してラックに荷重が作用する結果、ラックがピニオンから離間する虞がある。このため、ラックは、押圧装置によって、ピニオンに対して常時、継続的に押し付けられている。該押圧装置は、ラックの歯部をピニオンに対して強固に押圧するために、ラックの背面におけるピニオン領域に弾性力を持って作用する。この種の押圧装置によれば、ラックとピニオンとの噛合い不良が低減される。前記押圧装置はまた、ステアリングにおけるラックの摺動力を制御しながら、ラックのガイド性を向上させることができる。
【０００４】
最も一般的な例において、上記押圧装置は押圧部材を備えており、詳しくは、この押圧部材は、ラックの長手方向に垂直な方向に平行移動可能に構成された剛体からなるとともに、端部の最適形状（特に凹形状）によってラックの背面部に弾性手段により押し付けられ、パッドとラックとの間の摩擦係数を低く抑えることができる一般的な摩擦パッドにより形成されている。これらの弾性手段は、螺旋状スプリングによって又は金属又はゴム製の弾性ワッシャによって又はこの種の弾性要素の組合わせによって構成することができる。これらの弾性手段は調整螺子に支持され、この調整螺子は、押圧部材の後退量を調整可能にしながら、押圧部材の移動端を規定する。
【０００５】
調整ネジと押圧部材との間における弾性部材の作用によって、ピニオン、ラック、及び摩擦パッドの作動中における摩耗を低減することができる。しかし、この場合、後退量、すなわち、調整ネジによって形成される押圧部材とそのストッパとの間の隙間は、これら３つの要素の摩耗の累積によって増加する。
【０００６】
この種の押圧部材の主な欠点及び後退量（減少しない）が増加することによる影響は、自動車が悪路面を走行する際の旋回時（特に全負荷運転時）におけるノイズの発生の可能性や、ギヤ歯とピニオンとの接触領域における曲げモーメントの増加を招く点にある。
【０００７】
この押圧装置の他の欠点は、組立てラインにおいて高価な調整を必要とする点にある。押圧装置は、これとは異なる設計によっても公知である。この装置は、所謂オフセット押圧装置と呼ばれていて、例えば、特許文献１（ＵＳ ６２４７３７５ Ｂ１）、特許文献２（ＦＲ２２１９８６８）、特許文献３（ＥＰ ０７７０５３８ Ａ２)、特許文献４(ＵＳ２００８/０１９０２２９ Ａ１）に記載されている。この種の装置において、回転パッドは、ラックをピニオンに押し付ける偏心部を有している。この回転パッドは、ラックの長手方向に平行な軸回りに回転可能な状態でケーシング内に取り付けられている。このパッドの内周面は外周面に対して偏心しているため、この偏心した部分は、パッドがケーシング内において回転するときにラックの背面に押し付けられ且つ該背面部をピニオンのギヤ歯側に向かって押圧することでそれらの係合を維持する手段を構成する。
【０００８】
偏心押圧装置の具体的は、例えば、出願人により２００８年１１月６日に提出され、２０１０年５月７日に公報発行されたフランス特許出願に係る特許文献５（ＦＲ ２９３８０３４）に記載されている。このものでは、回転パッドは、支持ハウジングに回転可能に取り付けられ、延いては、ステアリングギヤボックスに対して、ラックの歯部形成面と平行な方向及びラックの軸線に直交する方向に摺動可能に取り付けられている。摺動ハウジングの壁面と回転パッドとの間には、上記パッドを回転方向の所定の向きに押圧するために圧縮スプリングのような弾性要素が配設されている。摺動ハウジングと静止部材（例えばステアリングギアボックス）との間には、Ｏリングのような他の弾性要素が配設されている。上記パッドは径方向アームを有しており、このアーム上に圧縮スプリングの力が作用するようになっている。パッドは、曲面状の角部を有しており、これにより、装置のコンパクト化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第６２４７３７５号明細書
【特許文献２】仏国特許発明第２２１９８６８号明細書
【特許文献３】欧州特許第０７７０５３８号明細書
【特許文献４】米国特許第２００８０１９０２２９号明細書
【特許文献５】仏国特許発明第２２１９８６８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、一般的に、現在の偏心押圧装置は、ギヤ歯のクリアランスを吸収するための僅かなクリアランスを許容する強固で且つ不可逆のシステムを備えていない。
【００１１】
それ故、本発明の目的は、押圧部材の後退を制御することで、クリアランスを自動的に調整する機能を備えた偏心押圧装置を提供しようとすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、この発明では、内周面が外周面に対して偏心した湾曲形状のパッドを備え、上記パッドは、付勢手段（弾性手段）により回転方向の一側に付勢されているとともに、ラックをステアリングピニオンのギヤ歯部に対して押圧するべく、偏心した内周面を介して該ラックの背面部に押し付けられており、上記パッドはさらに、付勢手段（弾性手段）は、該パッドに固定された径方向アーム上に位置し且つラック歯部に対して平行な平面内で作動することが好ましい）が設けられた支持部材の上に回動可能に取り付けられている、自動車用のラックアンドピニオンステアリングシステムの偏心押圧装置であって、クリアランスを補償するための（埋めるための）機構を備え、上記機構は押圧部材を含み、上記押圧部材は、支持部材に対して回転不能であるものの平行移動可能に連結され、該支持部材又は該支持部材に固定された要素と、該押圧部材との間に配設された圧縮スプリングによって、径方向アームに対して押し付けられている一方、可動ストッパは、支持部材又は該支持部材に固定された上記要素に対して回動可能に取り付けられて、圧縮スプリングに対して同軸をなしており、上記可動ストッパのパッドに近い側の端部は、ギヤ歯を段階状に配置してなり且つ押圧部材に形成された少なくとも一つの突起部と協働する少なくとも一つの歯部形成部を有し、上記可動ストッパの上記端部とは逆側の端部はまた、上記突起部が、歯部形成部を構成するずらし配置されたギヤ歯と継続的に協働することができるように、ねじりスプリングを介して、上記支持部材又は該支持部材に固定された上記要素に連結されているものとした。
【００１３】
上記可動ストッパは、ギヤ歯をずらして配置してなる少なくとも２つの歯部形成部を備え、各歯部形成部は、例えば、直径方向において対向配置されてそれぞれが１８０°の区域を占めており、上記押圧部材は、機構を安定させるべく、これら歯部形成部と協働する突起部を歯部形成部の数と同数だけ有していることが好ましい。
【００１４】
上記押圧部材は、径方向において対向配置され且つ軸方向に延びる２つの溝部を有し、上記２つの溝部は、上記押圧部材を平行移動可能に案内し且つ回動不能になるように、支持部材における相対向する面に各溝部に対応して設けられた２つのリブと協働するように構成されていることが好ましい。
【００１５】
このように、偏心した押圧部材は、一のギヤ歯から他のずれたギヤ歯に向かう敷居高さに基づいて作動するクリアランス補償機構を備えており、これにより、作動クリアランスが減少する。この機構の構成要素によって、偏心した押圧部材の基本的な動作が実現される。すなわち、押圧部材は、圧縮スプリングによって生じる力をパッドに伝達する部材であり、この圧縮スプリングはまた、ラックをピニオンに接触した状態に維持するための力を発生させるべく、上記押圧部材を圧迫する。
【００１６】
通常動作において、２つのクリアランス調整部材間において、上記機構は、押圧部材の複数の突起部が、可動ストッパのギヤ歯に対して接触（当接）するように配置されており、この接触は、ねじりスプリングによって維持される。摩耗した後、圧縮スプリングの作用のもと、クリアランスが所定値を超えると、押圧部材の突起部と、可動ストッパのギヤ歯とはもはや接触しなくなり、ねじりスプリングは、押圧部材の複数の突起部と可動ストッパの歯部形成部のギヤ歯との間に新たな接触が創り出されるまで前記可動ストッパを回転させる。こうして、上記クリアランスはより小さい値まで減少する。
【００１７】
この発明に関して、偏心押圧装置の一例を示す添付の図面を参照して以下の説明を読むことで、より一層理解が深まるであろう。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明の偏心押圧装置によると、押圧部材の後退量を制御することで、クリアランスを自動的に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る偏心押圧装置を備えたパワーステアリングシステムの外観を示す図である。
【図２】図１のＩＩ-ＩＩ線断面図であって、ラックの軸方向に垂直で且つ偏心押圧装置を通る平面で切断した断面図である。
【図３】押圧装置の分解斜視図である。
【図４】押圧装置のクリアランス補償機構を示す分解斜視図である。
【図５】クリアランス補償機構の可動ストッパを示す拡大図である。
【図６】可動ストッパにおける歯部形成部側とは反対側から見た斜視図である。
【図７】クリアランス補償機構のベアリング部材の斜視図である。
【図８】クリアランス補償機構の押圧部材を示す斜視図である。
【図９】クリアランス補償機構の動作例を示す図である。
【図１０】クリアランス補償機構の動作例を示す図である。
【図１１】図９及び図１０と同様の図であって、可動ストッパの歯部形成部に関する変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、ステアリングピニオンに作用する補助システムを備えた自動車用のパワーステアリングシステムを示している。ステアリングシステムは、軸線Ａに沿って延びるステアリングギアボックス２を有している。ステアリングギアボックス２にスライド可能に取り付けられているのはラック３である。ラック３の端部は、ケーシング２から突出してタイロッド（図示省略）に連結されている。パワーアシストモータ４は、減速ギヤを介して、ラック３（図２参照）の歯部６に係合するステアリングピニオン５に連結されている。符号７は、ステアリングピニオン５に連結される入力シャフトを示し、このピオニオン５には、自動車のステアリングホイールにより駆動されるステアリングコラム（図示省略）が連結される。
【００２１】
符号８により差し示さされた押圧装置は、ラック３の歯部６をピニオン５に押圧をするために、ステアリングピニオン５の近くに配設されている。押圧装置８の詳細を図２に示すとともに以下で説明する。
【００２２】
押圧装置８はラック３の背面側９、換言すると、ラック３の歯部６の反対側であってピニオン５の反対側に配設されている。この押圧装置８は、ステアリングギアボックス２の対応する部分に収容されている。偏心タイプの押圧装置８は、主要構成要素としてパッド１０を有しており、このパッド１０は、丸味を帯びた形状を有しており、より詳しくは、角部の形状がアーチ状をなしている。パッド１０は、円形の一部である円弧状をなす外周面１２に対して偏心して配置された、同じく円弧状をなす内周面１１を有している。パッド１０の内周面１１は、このように偏心配置されていて、ラック３の背面部９を押圧する手段を形成している。
【００２３】
パッド１０は、支持部材１３に取り付けられて該支持部材１３によりガイドされ、延いては、パッド１０は、ステアリングギアボックス２に取り付けられている。支持部材１３の構成は図３に明確に示されている。上記支持部材１３は、湾曲した形状を有するクレイドル部１４からなり、その上には、パッド１０の外周面１２が摺動可能に支持されている。サポート１３の一端部には、長方形状の突出部１５が形成され、該突出部１５は、ケーシングに設けられた対応する凹部１６に係合している。
【００２４】
パッド１０は、一部品として示されているが、一方がラック３に対して且つ他方が支持部材１３に対して摺動可能に接触する、２以上の別部品で構成するようにしてもよい。支持部材１３のクレイドル部１４によりパッド１０をガイドする方法により、パッド１０と支持部材１３とを互いに回動可能に結合することができる。
【００２５】
パッド１０は、クリアランス補償機構１８によって発揮される押圧荷重が、パッド１０に設けられた径方向アーム１８に対して加わることにより、支持部材１３に対して回動可能にセットされる。
【００２６】
図２及び図４並びに以下の説明においてクリアランス補償機構１７の詳細を示す。
【００２７】
クリアランス補償機構１７は５つの主要部品、すなわち、押圧部材１９、圧縮スプリング２０、可動ストッパ２１、ねじりスプリング２２、及びベアリング部材２３からなり、これらは互いに同軸に配設されている。
【００２８】
ベアリング部材２３（図７にのみ示す）は、作動中に該ベアリング部材２３と支持部材１３との間に相対運動が生じないように、突出部１５とは反対側の部分において支持部材１３に連結されている。
【００２９】
可動ストッパ２１は、全体的に円筒状をなしており、その中心部には凹部が形成されている（図５参照）。そして、可動ストッパ２１は、ベアリング部材２３に対して回動可能に支持され、可動ストッパ２１は該ベアリング部材２３に嵌合（適合）している。可動ストッパ２１は、ベアリング部材２３から離間する端部に２つのずらし配置された（階段状の）歯部形成部２４を有しており、それぞれが１８０°の範囲に跨って延びている。各歯部形成部２４はそれぞれ連続するギヤ歯２５を有している。
【００３０】
図６に示すように、可動ストッパ２１の歯部形成部２４とは反対側の端部には、ねじりスプリング２２の一端部を受け入れる収容部２６が形成されている。ねじりスプリング２２の他端部は、ベアリング部材２３（図７参照）に設けられた固定用領域２７に受け入れられている。
【００３１】
押圧部材１９（図８にのみを示す）は、全体として略円筒状をなしている。押圧部材１９は、径方向において相対向して配置され且つ軸方向に延びる溝部２８を有しており、この溝部２８は、上記押圧部材１９を回転不能とする一方で平行移動可能に案内するように、支持部材１３の表面に形成されたリブ２９（図２参照）と協働する。押圧部材１９は、パッド１０の径方向アーム１８に対して押圧される。押圧部材１９はまた、径方向において相対向して配置された２つの突起部３０を有しており、各突起部３０は、歯部形成部２４の複数のギヤ歯２５のうちの一つと協働するようにそれぞれ設けられている。
【００３２】
図示の例に示すように、クリアランス補償機構１７を取付けた状態において、圧縮コイル２０は可動ストッパ２１の外側に嵌め合わされている。圧縮スプリング２０の一端部は、ベアリング部材２３により支持されている一方、他端部は押圧部材２１を圧迫する。ねじりバネ２２は、可動ストッパ２１の中心凹部に収容されている。このねじりバネ２２は、収容部２６内において一端部が上記可動ストッパ２１に引っ掛けられている一方、他端部が押圧部材２３の固定用領域２７に固定されている。
【００３３】
図９に示すように、通常作動中は、押圧部材１９を構成する各突起部３０が、可動ストッパ１８の歯部形成部２４の各ギヤ歯２５の歯面に当接（接触）するように構成され、この当接は、図の矢印Ｆ１の向きに作用するねじりスプリング２２によって維持される。圧縮スプリング２０からの押圧力は、軸方向における矢印Ｆ２の向きに作用して押圧部材１９に付加される。この押圧部材１９は、ラック３とステアリングピニオン５との接触が維持されるように、上記押圧力をパッド１０に伝達する。この作動状態では、クリアランスＪは、最小クリアランス値Ｊ１と最大クリアランス値Ｊ２との間の値に維持される。
【００３４】
相対的に大きくなった摩耗に起因してクリアランスＪが最大クリアランス値Ｊ２を上回ったとき、押圧部材１９の突起部３０と、可動ストッパ２１のギヤ歯２５との間の接触はもはやなくなる（図１０参照）。その時、ねじりスプリング２２は、押圧部材１９の各突起部３０と、可動ストッパ２１の歯部形成部２４におけるギヤ歯２５との間に新たな接触が生じるまで、可動ストッパ２１を回転させる。このようにして、クリアランスＪは、最小限のクリアランス値Ｊ１まで減少する。そして、クリアランス補償機構１７は、図９に示す状態に戻って、次に続くより高い位置にある歯部形成部２４のギヤ歯２５の接触を生み出す。
【００３５】
図９及び図１０に示すように、少なくとも一つのずらし配置された歯部形成部２４のギヤ歯２５は、全体的に三角形状を呈している。
【００３６】
このような構成により、可動ストッパ２１が回転する間、パッド１０の理想位置からの下方への僅かな変位が許容されて、これにより、ラック３とステアリングピニオン５との間に、両者の噛み合い不良を吸収するためのクリアランスを確保することができる。
【００３７】
図１１は、歯部形成部２４のギヤ歯２５の変形例を示す図である。三角形状の外観を維持するために、ここではギヤ歯２５は、凹凸及び／又はノッチ３１を有しており、ノッチ３１は、理想位置において可動ストッパ２１を安定化させるべく、突起部３０を埋込み可能に形成されている。
【００３８】
最後に、図示しない方法において、支持部材１３は、ケーシングの対応する部分に、ノイズ及び振動を吸収可能な１つ又は２つ以上のシールを介して取り付けられていてもよい。
【００３９】
添付の請求の範囲において定義したように、可動ストッパの歯部形成部の詳細の変更は、本発明の範囲を逸脱するものではない。
【００４０】
同様の構成であれば、クリアランス補償機構における部品の位置を逆にすることもできる。例えば、可動ストッパの外側に配設されるより大きな直径のねじりスプリングや、可動ストッパの内側に配設されるより小径の圧縮スプリング、又は、押圧部材にずらし配置された歯部形成部を設けて可動ストッパに突起部を設けるようにしてもよい。
【００４１】
このタイプの押圧装置は、手動ステアリング、油圧補助式のパワーアシストステアリング等、全てのタイプのステアリングシステムに適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、自動車用のラックアンドピニオンステアリングのクリアランスを補償する押圧装置に有用であり、特に偏心押圧装置に有用である。
【符号の説明】
【００４３】
３      ラック 
５      ステアリングピニオン 
８      偏心押圧装置 
９      背面部 
１０    パッド 
１１    内周面 
１２    外周面 
１３    支持部材 
１７    機構 
１８    径方向アーム 
１９    押圧部材 
２０    圧縮スプリング 
２１    可動ストッパ 
２２    スプリング 
２３    ベアリング部材（要素）
２４    歯部形成部 
２５    ギヤ歯 
２８    溝部 
２９    リブ 
３０    突起部 
３１    ノッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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